为什么电解液无法被取代?还得从锂电池的工作原理说起
大容量存挑战
客观地看,锂电池体积小、分量轻、寿命长、成本低,又安全、又环保,较短的充电时间就能换来较长的使用时间……已经是人类目前找到的极为优质的电池。但是,科学家总是精益求精。刘润说,改良的关键,是寻找更优质的正极和负极材料,来提升电池的能量密度。
负极材料可能的替代品有锂硅合金等,其能量密度比石墨高近十倍。找到更稳定的正极材料则显得更加重要。现在人们主要用的是钴酸锂,这种材料很昂贵,而稳定性和能量密度则不尽如人意。科学家正在研究是否有可能用铁基或锰基的氧化物来代替它。
在可预见的未来,我们有可能获得更大容量的电池吗?科学家还是围绕锂来下功夫。因为锂参与反应的电子比例高,金属锂自身的能量密度大。锂硫电池和锂空气电池都存在理论上的可能性,它们是电池,却可以提供像汽油燃料一样丰沛的能量。不过,实际的开发推广仍然面对诸多挑战。
看来,对电动车感兴趣的你,还是需要暂时接受跑上一阵子就要充电的现实。纽约的科学家最近有一项新发明,把太阳能充电板做成窨井盖的模样,让电动车随时可以停在路面上充电。对于特斯拉来说,这可是个好消息,不是吗。
车载还是未知数
铝空气电池能否替代锂离子电池呢?吉利汽车研究院曾经做过相关的仿真建模实验,从汽车动力学角度研究铝空气电池作为电动汽车车载能源的应用,关注其本身可释放的电量及功率。
“从实验结果来看,铝空气电池更适合作为续航备用电池。”杜志强说,铝空气电池是一个能量源,相对于可存储电能的蓄电池而言,同等重量的铝空气电池所能释放的电能更多,其能量密度高,但其可释放的功率却极低,单独使用不满足车用需求,特别是刚起动时。这就相当于一辆燃油汽车,油箱很大,但发动机很小,可以走很长的路,但走得很慢。相比之下,锂离子蓄电池的车速会更加稳定。如采用同等功率(即车辆具备同样车速)的铝空气电池,其重量大概会是锂离子蓄电池的4至5倍。
也就是说,一辆电动汽车的标配能量应该是,实际使用中取铝空气电池所长,获得更长的续驶里程,同时也要补铝空气电池所短,配一个功率型的电池,使车辆具备不错的动力性能。